edgecrusher

  • 1123
  • 14
  • 5
  • 0
  • 4 gün önce

karanlık enerji

oranı, sürekli olarak yenilenen bulgularımıza göre değişen teorik enerji.

1000'inci entry'm olacağı için en sevdiğim konuyla ilgili bir makale çevirdim efendim sizlere. nasa'ya ait makalenin mealini aşağıda bulabilirsiniz.

karanlık enerji, karanlık madde

1990’ların başlarında, evrenin genişlediğine dair bir şey oldukça netti. evren, genişlemesini durduracak ve geri çöküşünü sağlayacak kadar enerji yoğunluğuna sahip olabilirdi ya da yeterli enerji yoğunluğuna sahip değildi ve genişleme asla durmayabilirdi; ancak kütle çekiminin zaman ilerledikçe genişlemeyi durduracağı kesindi. bu yavaşlamanın gözlemlenmemiş olduğunu varsayalım, yine de teorik olarak evrenin yavaşlaması gerekliydi. evrenimiz madde ile dolu ve kütle çekiminin çekici gücü tüm maddeyi birbirine çekmekte. fakat sonra 1998’de hubble uzay teleskopu’nun çok uzaktaki süpernova gözlemleri gösterdi ki uzun bir süre önce evrenimiz, şu anda genişlediğinden çok daha yavaş bir hızla genişlemekteydi. yani evrenimizin genişlemesi herkesin düşündüğü gibi kütle çekimi yüzünden yavaşlamıyordu, aksine hızlanıyordu. hiçkimse böyle bir sonuç beklememekteydi ve hiçkimse bunu nasıl açıklayacağını bilmiyordu. ama bu hızlanmaya bir şey neden oluyordu.

sonuç olarak kuramcılar üç farklı açıklamayla geldiler. belki de bu hızlanma uzun süre önce vazgeçilen einstein’ın kütle çekimi teorisinde bulunan “kozmolojik sabit” adı verilen durumun bir sonucuydu. ya da uzayı doluran tuhaf bir tür enerji-sıvı vardı. veya einstein’ın kütle çekimi teorisinde bir sorun vardı ve bu kozmik hızlanmayı yaratabilecek bir tür alan dahil edilerek yeni bir teori oluşturulmalıydı. kuramcılar hala doğru açıklamanın ne olduğunu bilmiyorlar, fakat çözüme bir isim verdiler. çözümün adı karanlık enerji.

karanlık enerji nedir?

bu konuda bilinenden çok bilinmeyen bulunmakta. evrende ne kadar karanlık enerji olduğunu biliyoruz, çünkü evrenin genişlemesini nasıl etkilediğini ölçebiliyoruz. bu bilgi dışında kalan her şey şu an için bir gizem. ama bu çok önemli bir gizem. bulgulara göre evrenimizin kabaca %68’lik bir bölümü karanlık enerjiden oluşmakta. karanlık madde ise %27 civarında. geriye kalan her şey (dünya’da bulunan, aletlerimizle gözlemlediğimiz her şey, tüm normal madde) evren’in %5’inden daha azını oluşturmakta. aslına bakarsanız evren’in o kadar küçük bir parçasını oluşturduğu için belki de bizi oluşturan bu maddeye “normal” denmemesi gerekmekte.

(şema 1)

karanlık enerji için yapılan tanımlamalardan birisi, uzayın bir özelliği olduğu. uzay boşluğunun “hiçbir şey” olmadığının farkına varan ilk kişi albert einstein’dı. uzayın, pek çoğu henüz yeni anlaşılmaya başlanan pek çok şaşırtıcı özelliği bulunmakta. einstein’ın keşfettiği ilk özellik ise, şu anda var olan uzaydan daha fazlasının meydana gelebileceğiydi. bir de einstein’ın kütle çekimi teorisinin bir kozmolojik sabit içeren versiyonunun yaptığı bir tahmin vardı: “boş uzay”, kendi enerjisine sahip olabilir. bu enerji uzayın kendine has bir özelliği olduğu için, uzay genişledikçe seyrelmeyecekti. daha fazla uzay oluştukça bu uzayın kendine has enerjisinden da daha fazla oluşacaktı. sonuç olarak bu tip bir enerji evrenimizin gittikçe daha da hızlı genişlemesine neden olacaktı. ne yazık ki bu kozmolojik sabitin neden var olması gerektiğini bırakın, henüz hiçkimse bu sabitin neden evrenin hızlanarak genişlemesini sağlayacak tamı tamına doğru bir değerde olabileceğini bile anlayamıyor.

uzayın nasıl enerji edindiğinin bir açıklaması da maddenin kuantum teorisi. bu teoriye göre “boş uzay”, aslında sürekli olarak vücuda gelip kaybolan geçici (“sanal”) parçacıklarla dolu. ancak fizikçiler bu parçacıkların boş uzaya ne kadar enerji verebileceğini hesapladıklarında, hatalı bir sonuca rastladılar. hem de oldukça büyük hatalı bir sonuca. buldukları rakam, teorinin geçerli olabilmesi için gereken rakamdan 10 üzeri 120 kat daha büyük çıktı. bu rakam sağında 120 adet sıfır olan bir “bir”e denk geliyor. bu kadar kötü bir cevaba ulaşmak oldukça zor. bu yüzden gizem devam etmekte.

karanlık enerji için olası başka bir açıklama ise bunun yeni bir tür dinamik akışkan enerji ya da alan olduğu ve tüm uzayı dolduran, ancak evrenin genişlemesine olan etkisinin normal madde ve enerjinin tam tersi olduğu. bazı kuramcılar bunu, yunan filozoflarının beşinci elementine ithafen “özünün özü”(1) olarak isimlendirmişler. ancak eğer “özünün özü” gerçek cevapsa, halen bunun ne olduğunu, neyle etkileşime girdiğini ya da neden var olduğunu hala bilmiyoruz. bu yüzden gizem devam etmekte.

son bir ihtimal de einstein’ın kütle çekimi teorisinin doğru olmaması. böyle bir durum yalnızca evrenin genişlemesini değil, aynı zamanda normal maddenin galaksilerde ve galaksi kümelerinde davranış şekillerini de etkileyecektir. bu durum, galaksilerin kümeler halinde nasıl bir araya geldiğini inceleyerek karanlık enerji probleminin çözümünün yeni bir kütle çekimi teorisi olup olmadığını saptamamızda yardımcı olacaktır. ancak; eğer yeni bir kütle çekimi teorisine ihtiyacımız oluduğu ortaya çıkarsa, bu teori nasıl bir teori olabilir? einstein’ın teorisinin yaptığı gibi nasıl hem doğru bir şekilde güneş sistemimizdeki cisimlerin hareketlerini açıklayabilir hem de evrenimizin ihtiyacımız olan farklı açıklamasını aynı anda yapabilir? bu konuda birkaç aday teori olmakla birlikte hiçbirisi tam olarak ikna edici değil. bu yüzden gizem devam etmekte.

karanlık enerji olasılıklarının (uzayın bir özelliği, yeni bir dinamik akışkan ya da yeni bir kütle çekimi teorisi) arasında karar verebilmemiz için gerekli olan şey daha fazla ve daha iyi veri.

karanlık madde nedir?

(şema 2)

bilim insanları, kozmolojik gözlemlerin hepsini bir takım olarak evrenin bileşenlerinin teorik modeline uydurarak yukarıda bahsettiğimiz bileşen oranlarına ulaştılar: %~68 karanlık enerji, %~27 karanlık madde, %~5 normal madde. peki karanlık madde nedir?

karanlık maddenin ne olmadığı konusunda, karanlık maddenin ne olduğu konusundan daha eminiz. birincisi bu madde karanlık; yani bildiğimiz yıldız ve gezegenleri oluşturan maddenin formunda değil. gözlemler göstermekte ki, evrendeki %27 oranını oluşturabilmek için yeterince görünür madde yok. ikincisi bu madde, baryon denen parçacıklardan meydana gelen normal maddenin oluşturduğu koyu bulutların formunda da değil. bunu biliyoruz çünkü baryonik bulutları, içlerinden geçen radyasonu emmeleri sayesinde tespit edebiliyoruz. üçüncü olarak, karanlık maddenin antimadde olmadığını biliyoruz, çünkü antimadde, maddeye çarptığında yokolurken ortaya çıkarttığı eşsiz gamma ışınlarını görmüyoruz. son olarak, gördüğümüz kütleçekimsel merceklerin(2) sayısına dayanarak galaksi büyüklüğündeki kara delikleri de eleyebiliyoruz. yüksek yoğunluktaki maddelerin yakınlarından geçen ve kaynağı bu maddelerden daha uzakta olan ışık, bu maddelerin yanından geçerken bükülür; fakat yeterli sayıda mercekleme olayına rastlamamamız, bu tip cisimlerin gerekli olan %25’lik karanlık madde katkısı için yeterli olmadığını gösteriyor.

ancak bu noktada halen geçerli olan bir kaç karanlık madde adayı bulunmakta. eğer baryonik madde kahverengi cücelerde(3) veya gezegenlere oranla küçük ve yoğun ağır element parçaları halinde bir araya gelmişse, hala karanlık madde olarak açıklanabilir. bu olasılıklar “massive compact halo objects” (büyük kütleli sıkı halo cisimleri), ya da diğer adıyla “macho’lar” (4) olarak bilinmekte. ancak en yaygın görüş, karanlık maddenin baryonik olmadığı ve axion’lar gibi tamamıyla farklı egzotik parçacıklardan(5), yani wimp’lerden (weakly interacting massive particles / zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacık) oluştuğu.

-----------------------------------------
dipnotlar

(şema 1) evrende karanlık madde-1 genişleyen evren
bu diagram, evrenin 15 milyar yıl önceki doğumundan bu yana genişleme oranındaki değişimleri gösteriyor. şekildeki kavis ne kadar sığ olursa, genişleme de o oranda artıyor. yaklaşık 7.5 milyar yıl önce, evrendeki cisimler birbirlerinden hızlanarak uzaklaşmaya başladığında, bu kavis net bir şekilde değişiklik gösteriyor. astronomlar bu daha hızlı genişleme oranının, galaksileri birbirinden ayıran gizemli, karanlık bir güç olduğunu kuramlıyorlar.
nasa/stsci/ann feild

(1). özünün özü – quintessence. buradaki kullanılan anlamıyla “bir şeyin, karakterinin esası ve temel birleşeni olarak görülen yanı”. http://www.oxforddictionaries.com/…sh/quintessence, 1.1.
antik yunan felsefesinde “aether” olarak tanımlanan; 4 elementten (ateş, hava, toprak, su) oluşan yeryüzü dışında tüm evreni kapladığı düşünülen 5. elemente verilen isim. (ç.n.)

(şema 2) abell 2744: pandora’nın kümesi açıklığa kavuştu
abell 2744’e ait yeni kompozit görsel, galaksi kümeleri arasında bugüne dek görülmüş en karmaşık ve heyecan verici çarpışmayı yakalamakta. mavi olan kısımlar, toplam kütle yoğunlaşmasının (çoğunlukla karanlık madde) haritasını göstermekte.
http://chandra.harvard.edu/photo/2011/a2744/

(2) kütleçekimsel mercek – gravitational lens

(3) kahverengi cüce - brown dwarf: normal yıldızlar gibi çekirdeklerinde hidrojeni füzyonlayamayacak kadar küçük olan yıldız-altı cisimlerdir. kütle olarak en ağır gaz devleriyle en hafif yıldızlar arasında yer alırlar. en düşük kütleli kahverengi cücelerle dev gezegenler arasındaki fark, halen tartışma altındadır. (ç.n.)
http://w.astro.berkeley.edu/…bdwarfs/sciam-book.pdf

(4) macho - massive compact halo object - büyük kütleli sıkı halo cisimleri: yıldızlar arasında herhangi bir sisteme bağlı olmadan gezinen ve radyasyon yaymadıkları için (ya da çok az radyasyon yaydıkları için) saptanamayan cisimlere verilen isim. bu kategoride bazen kara deliker, nötron yıldızları, kahverengi cüceler ve başıboş gezegenler olabilmekte. bu tip maddeler yalnızca “kütleçekimsel mikromercekleme” denilen, macho’ların bir ışık kaynağının önünden veya yakınından geçerken ışığı bükmesine dayanan bir teknikle saptanabiliyorlar. (ç.n.)

(5) egzotik parçacık – exotic particle: oldukça sıradışı özelliklere sahip olduğu varsayılan teorik parçacık. teorik olarak en iyi bilinen egzotik parçacıklar takyonlardır ve her zaman ışık hızından daha hızlı hareket ederler.
http://www.livescience.com/…es-await-discovery.html

(6) wimp – weakly interacting massive particle – zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacık: ne hikmetse wikipedia’nın türkçe versiyonunda oldukça iyi açıklanmış, bu yüzden topu wiki’ye fırlatıyorum! (ç.n.) https://tr.wikipedia.org/…li_büyük_kütleli_parçacık

(7) cagnazzo: kendi kendime gol atmamı engelleyen pırıl pırıl bir yazar.

devamını okuyayım »
09.07.2015 17:50